解密軟骨細胞生成機制　新發現將造福3.5億軟骨退化病患

正如任何Weekend Warrior（指僅在週末外出參加活動的人，特別是室內工作者）所了解的那樣，膝蓋、肩膀和臀部等關節的軟骨損傷，會導致極度疼痛和衰弱。此外，全世界有 3.5 億人正受到軟骨退化的疾病影響，如關節炎和顳下頜關節紊亂症（TMJ）等，每年美國公共衛生系統遭受的損失超過 3,030 億美元。隨著時間推移，這些病症的患者將承受更多的疼痛和不適。

最近，由福賽斯研究所領導的一項的研究提出了製造軟骨細胞的新策略，這對未來軟骨損傷和退化治療的再生醫學具有巨大影響。在一篇論文中，三位作者Maruyama、Hasegawa、以及Wei Hsu描述了他們的突破性發現，包括對稱為 β-catenin 的多面體蛋白質。Maruyam博士說:「這項研究的目的是了解如何再生軟骨，使體細胞變成軟骨而非骨骼。」

以前，人們認為Wnt信號轉導通路決定了骨骼細胞的分化，此信號的主要因子是β-catenin，當β-catenin被破壞後，會生成軟骨。另外，β-catenin還充當細胞黏附分子以促進細胞間的相互作用—這功能是其在Wnt信號輔導通路中作用被發現前的原始功能。

該團隊進而測試了當β-catenin信號傳導部分受損時會發生什麼，並發現，此狀況下細胞無法形成骨骼或軟骨。科學家們得出結論，Wnt信號是骨骼形成的因素，但還不足以產生軟骨。「我們想知道決定細胞命運的因素是什麼，如果沒有 Wnt信號，是什麼將細胞重新編程為軟骨？」Maruyama 博士說。

最終，這個疑惑導致了第二個重大發現：GATA3，一種負責骨骼細胞命運轉換的單基因調節劑，它可以開啟細胞中軟骨特異性基因的表達，與細胞內基因組結合進行重新編程。GATA3的重要性，體現在我們將能夠用它潛在地改變任何體細胞使其分化為軟骨形成細胞；原理類似於使用四個幹細胞因子生成像是胚胎幹細胞的誘導多能幹細胞（iPSC）。

目前雖還沒有可以使軟骨再生的治療方法，但這項研究為科學家開闢了新途徑，是組織再生研究中令人興奮的突破，這對於眾多患有軟骨損傷和退化的人創造新的治療希望。（編譯／高晟鈞）

資料來源:PHYS.ORG

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